package com.lbc.search;

import java.util.Arrays;

public class FibonacciSearch {
    // 斐波那契（黄金分割）查找算法：利用斐波那契数列来求mid
    public static int maxSize = 20;
    public static void main(String[] args) {
        int [] arr = {1,8,10,89,1000,1234};
        int index = fibSearch(arr, 1234);
        System.out.println("index = " + index);
    }

    // 因为后面我们 mid=low+F(k -1）- 1，需要使用到斐波那契数列，因此我们需要首先先定义一个斐波那契数列
    // 非递归方法得到一个斐波那契数列
    public static int [] fib() {
        int [] f = new int[maxSize];
        f[0] = 1;
        f[1] = 1;
        for (int i = 2; i < maxSize; i++) {
            f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
        }
        return f;
    }

    // 编写斐波那契查找算法(非递归)
    public static int fibSearch(int [] arr, int key) {
        int low = 0;
        int high = arr.length - 1;
        int k = 0;  // 表示斐波那契分割数值的下标
        int mid = 0;  // 存放mid值
        int f [] = fib();  // 获取到斐波那契数列
        // 获取到波那契分割数值的下标
        while (high > f[k] - 1) {
            k++;
        }
        //  因为 f[k] 值 可能大于 a 的长度。因此我们需要使用Arrays类，构造一个新的数组，并指向arrr[]
        //  不足的部分会使用0填充
        int[] temp = Arrays.copyOf(arr, f[k]);
        //  实际上需要使用arr数组最后的数填充 temp
        for (int i = high + 1; i < temp.length; i++) {
            temp[i] = arr[high];
        }

        // 使用while来循环处理，找到我们的数 key
        while (low <= high) {  // 只要这个条件满足，就可以找
            mid = low + f[k - 1]-1;
            if (key < temp[mid]) {  // 继续向数组的前边找
                high = mid - 1;
                //  为什么是k--
                //  说明：
                //  1.全部的元素 = 前面的元素 + 后面的元素
                //  2.f[k] = f[k-1] + f[k-2]
                //    因为前面有 f[k-1] 个元素，所以可以继续拆分 f[k-1] = f[k-2] + f[k-3]
                //    即在 f[k-1] 的前面继续查找 k--
                //    即下次循环 mid = f[k-1-1]
                k--;
            } else if (key > temp[mid]) {  // 向后找
                low = mid + 1;
                //  为什么是 k -= 2;
                //  说明
                //  1.全部的元素 = 前面的元素 + 后面的元素
                //  2.f[k] = f[k-1] + f[k-2]
                //  3.因为后面有 f[k-2] 个元素，所以可以继续拆分 f[k-1] = f[k-2] + f[k-3]
                //  4.即在f[k-2] 的前面进行查找 k -= 2
                //  5.即下次循环 mid = f[k-1-2] - 1
                k -= 2;
            } else {  // 找到
                // 需要确定返回的是哪个下标
                if (mid <= high) {
                    return mid;
                } else {
                    return high;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
}
